15.Как влияет работа компенсирующих устройств на режим напряжения в точке присоединения, докажите с помощью формулы баланса реактивной мощности, и опишите все ее составляющие.

Основными компенсирующими устройствами являются: синхронные двигатели; синхронные компенсаторы (СК); статические конденсаторы и др.

Наиболее часто используются БК предусматриваются специальные активные или индуктивные сопротивления, которые подключают параллельно конденсаторам. Эти сопротивления необходимы для разряда конденсаторов после их отключения, так как естественный саморазряд происходит медленно (3-5 мин). Разрядное сопротивление должно отключатся после каждого отключения БК от сети. Поэтому к БК должно быть постоянно и непосредственно (без промежуточных разъединителей, рубильников и предохранителей) подключено разрядное сопротивление: 

Баланс реактивной мощности.

SQ_i=0_i        SQ_потр=SQ_ист,

SQ_потр=Q_нагр+DQ_{(потери)},

SQ_ист=Q_ген+ Q_сд+ Q_бк+ Q_лэп+ Q_{тирист ист р.м.}+….

Для сравнения:

SР_i=0_i,        Р_ген=Р_нагр+DР_{(потери)}.

Как известно реактивная мощность может иметь индуктивный или емкостный характер нагрузки. Считается, что если ток отстает по фазе от напряжения, то нагрузка имеет индуктивный характер, а реактивная мощность потребляется и имеет положительный знак (+). В элементах сети имеют место потери реактивной мощности, которые могут быть соизмеримы с реактивной мощностью, потребляемой приемниками электроэнергии.

Мероприятия по компенсации реактивной мощности должны определяться на основе технико-экономического расчета, выполненные комплексно на базе единого перспективного плана развития данного района с учетом баланса реактивной мощности исходя из допускаемых пределов колебаний напряжения и искажения формы кривой напряжения и тока, установленных ГОСТ на качество электроэнергии. Выбор средств компенсации должен производиться одновременно с выбором всех элементов питающей и распределительной сети для нормального и послеаварийного режимов работы.

4. Потери мощности и электроэнергии в линиях и трансформаторов

Электрическая нагрузка, как правило, имеет переменный характер и|поэтому потери мощности и электроэнергии в линиях будут изменяться с изменениями нагрузки. В зависимости от наличия дан­ных по проектируемому объекту расчет потери мощности и электро- энергии» можно производить по величине среднеквадратичного тока I_ск, принимая время действительной работы линии T_д, или по максималь­ному току I_макс при времени потерь τ.

Среднеквадратичный ток представляет собой эквивалентный ток, который, проходя по линии за время Т_д, вызывает те же потери мощ­ности и электроэнергии, что и действительный изменяющийся ток за то же время.

Время потерь τ — это расчетное время, в течение которого линия, работая с неизменной максимальной нагрузкой I_макс, имела бы те же потери мощности и электроэнергии, что и при работе по действитель­ному переменному графику нагрузки. Определение величины т рас­смотрено ниже (см. рис. 6.1).

Среднеквадратичный ток определяется по среднему току I_ср и коэффициенту формы графика нагрузки k_ф :

I_ск=k_фI_ср(6.2)

Где I_ср =W/( Т_д U_номcosφ_срв ) (6.3)

Здесь W — расход активной электроэнергии (кВт*ч) за время Т_д (сутки, год); cosφ_срв — средневзвешенный коэффициент мощности.

С достаточной для практических расчетов точностью коэффициент k_ф принимают:

а) при любом числе (более двух) токоприемников с длительным режимом работы и числом токоприемников с повторно-кратковременным режимом более двадцати, коэффициент к_ф = 1,05—1,1;

б) при числе токоприемников с повторно-кратковременным режимом меньше двадцати

Потери активной мощности и электроэнергии в линиях

ΔР = 3I ² _ckR*10 ^-3; (6.5)

W = ΔPT_Д. (6.6)

Потери реактивной мощности и реактивной энергии:

ΔQ = 3I ² _ckX*10-³; (6.7)

ΔV = ΔQT_Д (6.8)

где R — активное сопротивление, X — индуктивное или емкостное сопротивление воздушной или кабельной линии.

Потери мощности и энергии в трансформатарах. Эти потери слагаются из потерь активной мощ-ти ΔР( ПАМ),и потерь реактивной мощ-ти ΔQ_T (ПРМ)_. ПАМ слагаются в свою очередь из потерь на нагревание обмоток трансформатора ΔР, зависящих от тока нагрузки, и потерь на нагревание стали ΔР_ст , не зависящих от тока нагрузки. Потери мощ-ти на нагревание обмоток тр-ра

Тогда полные активные потери

где — активное сопротивление обмоток трансформатора, опре­деляемое по величине потерь в меди ΔР и мощности трансформатора S_Н0М, напряжению U_НОМ

Потери реактивной мощности также слагаются из двух составляю­щих: потерь ΔQ , вызванных рассеянием магнитного потока в тран­сформаторе, зависящих от квадрата тока нагрузки, и потерь на на­магничивание трансформатора ΔQ _μ, не зависящих от тока нагрузки и определяемых током холостого хода I_х:_х. Потери мощности, вызванные рассеянием

Тогда полные реактивные потери

Х_Т — реактивное сопротивление обмоток трансформатора, опре­деляемое напряжением короткого замыкания U_K и сопротивлением R_T; ΔQ_μ =ΔQ_Х.Х. — потери холостого хода.